(57)【要約】【課題】  本発明は液体燃料電池装置に関し、液体燃料電池本体に残された未使用の液体燃料を、液体燃料カートリッジに戻して回収できるようにして、セルの固体高分子膜の劣化を回避して、液体燃料電池装置の寿命が無用に短くならないようにすることを目的とする。【解決手段】  液体燃料電池本体１１と、液体燃料電池本体１１に接続可能である液体燃料カートリッジ１００とを有する。液体燃料電池本体１１は弁装置２０を有し、液体燃料カートリッジ１００は弁装置１１０を有する。液体燃料カートリッジ１００を液体燃料電池本体１１に接続し、液体燃料カートリッジ１００内のメタノールである液体燃料を液体燃料電池本体１１内に流し込んで供給し、液体燃料電池本体１１が供給された液体燃料を元にして発電して充電が行う。充電が完了した後には、弁装置２０、１１０を共に開いて、液体燃料電池本体１１内の残っている液体燃料を液体燃料カートリッジ１００内に戻して回収して、液体燃料電池本体１１内が空の状態とされる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体燃料電池本体と、液体燃料が充填してあって該液体燃料電池本体に装着可能である液体燃料カートリッジとよりなり、該液体燃料カートリッジを該液体燃料電池本体に装着して液体燃料を燃料電池本体内に供給する構成の液体燃料電池装置において、
該燃料電池本体に残された未使用の液体燃料が、該液体燃料カートリッジと該液体燃料電池本体との連結部分の通路を通して、該燃料カートリッジに戻されて回収されるようにした構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項２】
請求項１記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジの差込口部及び該液体燃料電池本体の被差込口部の双方に、手動によって動作され、通常は閉じた状態にある弁装置を備えた構成であり、
該弁装置は、該液体燃料カートリッジ内の液体燃料を該燃料電池本体内に供給する場合、及び、該燃料電池本体に残された未使用の液体燃料を該燃料カートリッジに戻して回収する場合に、手動操作されて開かれる構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項３】
請求項２記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジの差込口部及び該液体燃料電池本体の被差込口部の双方に、手動によって動作され、通常は閉じた状態にある弁装置を備えた構成であり、
更に、該液体燃料カートリッジ内の液体燃料を該燃料電池本体内に供給する場合、及び、該燃料電池本体に残された未使用の液体燃料を該燃料カートリッジに戻して回収する場合に操作される一つの操作部材と、
該一つの操作部材の操作によって両方の弁装置を連動して動作させる連動機構とを有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項４】
請求項３記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジが該液体燃料電池本体に装着されない限りは、上記操作部材を操作不可能に保つ操作部材ロック機構を更に有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項５】
請求項３記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジが該液体燃料電池本体に装着されて、弁装置を開かせるように上記操作部材が操作されると、該液体燃料カートリッジが該液体燃料電池本体から取り外されないようにロックする液体燃料カートリッジロック機構を更に有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項６】
請求項１記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジの差込口部、或いは、該液体燃料電池本体の被差込口部に、手動によって動作され、通常は閉じた状態にある弁装置を備えた構成であり、
該弁装置は、該液体燃料カートリッジ内の液体燃料を該燃料電池本体内に供給する場合、及び、該燃料電池本体に残された未使用の液体燃料を該燃料カートリッジに戻して回収する場合に、手動操作されて開かれる構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項７】
請求項６記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジが該液体燃料電池本体に装着されない限りは、上記操作部材を操作不可能に保つ操作部材ロック機構を更に有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項８】
請求項６記載の液体燃料電池装置において、
該液体燃料カートリッジが該液体燃料電池本体に装着されて、弁装置を開かせるように上記操作部材が操作されると、該液体燃料カートリッジが該液体燃料電池本体から取り外されないようにロックする液体燃料カートリッジロック機構を更に有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項９】
請求項1記載の液体燃料電池装置において、
上記液体燃料電池本体は、偏平な中空の直方体形状の本体の上面及び下面に、液体燃料を供給されて発電する複数のセルと、発生する気体を排出させるための気体透過膜部とが交互に並んで配置してある構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項１０】
請求項1記載の液体燃料電池装置において、
上記液体燃料電池本体は、内部の液体燃料の量を確認するための透明窓を有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項１１】
請求項1記載の液体燃料電池装置において、
上記液体燃料電池本体は、電圧を出力する電源端子を保護する電源端子カバーを有する構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項１２】
請求項２記載の液体燃料電池装置において、
該弁装置は、
ロッド状でありその周囲に周方向上分散して形成してあるリブ部を有する弁体が、弁装置ハウジング内に嵌合してあり、該リブ部によって該弁体と該弁装置ハウジングとの間に形成されている隙間がグリースで埋まっている構成としたことを特徴とする液体燃料電池装置。
【請求項１３】
液体燃料が充填してあって液体燃料電池本体に装着可能である液体燃料カートリッジにおいて、
液体燃料電池本体への差込口部に、手動操作される弁装置を備えた構成としたことを特徴とする液体燃料カートリッジ。
【請求項１４】
請求項１３に記載の液体燃料カートリッジにおいて、
該弁装置は、
ロッド状でありその周囲に周方向上分散して形成してあるリブ部を有する弁体が、弁装置ハウジング内に嵌合してあり、該リブ部によって該弁体と該弁装置ハウジングとの間に形成されている隙間がグリースで埋まっている構成としたことを特徴とする液体燃料カートリッジ。
【請求項１５】
液体燃料が充填してあって液体燃料電池本体に装着可能である液体燃料カートリッジにおいて、
内部の液体燃料の量を確認するための透明窓を有する構成としたことを特徴とする液体燃料カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は液体燃料電池装置に係り、特に、液体燃料カートリッジを液体燃料電池本体に接続してメタノール液である液体燃料を液体燃料電池本体内に流し込んで供給する構成であり、例えば携帯型電子機器のバッテリの充電用電源として或いは携帯型電子機器の電源として使用される簡易型の液体燃料電池装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯型電子機器のバッテリの充電用電源として或いは携帯型電子機器の電源として使用される液体燃料電池装置は、消費電力に応じた量の液体燃料をポンプで供給する構成の他に、液体燃料カートリッジを液体燃料電池本体に装着して液体燃料を液体燃料電池本体内に流し込んで供給する簡易型の構成のものがある。前者の液体燃料電池装置は大型となり、携帯型電子機器に関連して使用される電源としては不向きである。後者の簡易型液体燃料電池装置は小型であり、携帯型電子機器に関連して使用される電源に適している。
【０００３】
従来の簡易型液体燃料電池装置は、液体燃料カートリッジを液体燃料電池本体に接続して液体燃料を液体燃料電池本体内に流し込んで供給するだけの構成であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の簡易型液体燃料電池装置は、バッテリの充電時間及び携帯型電子機器の使用時間等を考慮して、液体燃料カートリッジから所定量の液体燃料を液体燃料電池本体内に供給するようにして使用している。しかし、バッテリの充電或いは携帯型電子機器の使用を予定よりも短い時間でやめてしまった場合等においては、電力を消費しない状況においても、液体燃料が燃料電池本体内に溜まっている状態が起きる。
【０００５】
この状態が長い間続くと、セルを構成する固体高分子膜が液体燃料にさらされ続けることによって、固体高分子膜が劣化してしまうことが起こり得る。固体高分子膜が劣化してしまうと、液体燃料電池の寿命が短くなってしまう。
【０００６】
本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、改善を図った液体燃料電池装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そこで、上記課題を解決するため、本発明は、液体燃料電池本体と、液体燃料が充填してあって該液体燃料電池本体に装着可能である液体燃料カートリッジとよりなり、該液体燃料カートリッジを該液体燃料電池本体に装着して液体燃料を燃料電池本体内に供給する構成の液体燃料電池装置において、
該燃料電池本体に残された未使用の液体燃料が、該液体燃料カートリッジと該液体燃料電池本体との連結部分の通路を通して、該燃料カートリッジに戻されて回収されるようにした構成としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、液体燃料電池本体に残された未使用の液体燃料を液体燃料カートリッジに戻して回収することによって、携帯型電子機器が電力を消費しない状況においては、液体燃料は液体燃料電池本体内に溜まっていなく液体燃料電池本体内は空の状態となって、固体高分子膜が劣化してしまうことが回避される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
次に本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１及び図２は本発明の実施例１の液体燃料電池装置１０を示す。Ｙ１−Ｙ２は長手方向、Ｘ１−Ｘ２は幅方向、Ｚ１−Ｚ２は高さ方向である。
【００１１】
先ず概略的に説明する。液体燃料電池装置１０は、液体燃料電池本体１１と、液体燃料電池本体１１に接続されて装着可能である燃料カートリッジ１００とを有し、液体燃料カートリッジ１００を液体燃料電池本体１１に接続し、液体燃料カートリッジ１００内のメタノールである液体燃料を液体燃料電池本体１１内に流し込んで供給し、液体燃料電池本体１１が供給された液体燃料を元にして発電を行い、充電が完了して発電が不要となった場合には、液体燃料電池本体１１内の残っている液体燃料を液体燃料カートリッジ１００内に戻して回収して、液体燃料電池本体１１内を空の状態にできるようにした構成である。この液体燃料電池装置１０は、図２に示すように、液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１に接続された状態で使用され、使用している携帯電話２００のバッテリ２０１が切れそうになった場合にバッテリ２０１を充電するための電源として使用されるものであり、携帯ができるように小型である。液体燃料電池本体１１及び液体燃料カートリッジ１００は、携帯電話２００が搭載可能であるような構造を有している。また、液体燃料電池本体１１内の残っている液体燃料を液体燃料カートリッジ１００内に戻して回収する操作が簡単に行えるようにしてあり、更には、操作ノブ４１の誤操作がなされないような構成、更には、液体燃料カートリッジ１００の誤離脱操作がなされないような構成としてある。
【００１２】
次に、液体燃料電池装置１０について詳細に説明する。
【００１３】
先ず、液体燃料電池本体１１について説明する。図３及び図４に併せて示すように、液体燃料電池本体１１は、発電装置１２がハウジング３０の内部に収まっている構造である。
【００１４】
発電装置１２は、偏平な中空の直方体形状の本体１３を有する。この本体１３の上面１３ａ及び下面１３ｂに、メタノール液を供給されて発電する複数のセル１４とＣＯ２排出用の気体透過膜部１５とが交互に並んで配置してあり、複数のセル１４は電気的には直列に接続されており、その両端が電源端子１６，１７に接続してある。複数のセル１４とＣＯ２排出用の気体透過膜部１５とが上記のように配置してあることによって、液体燃料電池装置１０がどのような姿勢であっても、メタノール液が幾つかのセル１４に供給されて、発電が行われる。
【００１５】
発電装置１２は、内部が液体燃料収容空間１８であり、一端に被差込口部１９を有し、被差込口部１９の部分に弁装置２０が設けてある。弁装置２０は、上記本体１３の一部からなる弁装置ハウジング１３ａと、弁体２１とよりなる。弁体２１は、円筒であって直径方向に貫通するスリット２１ａを有する。弁装置２０は、弁装置ハウジング１３ａが本体１３の一部からなる構成であるので、小型である。通常は弁体２１が被差込口部１９の奥部を塞いでおり、弁装置２０は閉じている。弁体１９が９０度回動されると、スリット２１ａが被差込口部１９に向いて弁装置２０は開かれる。
【００１６】
ハウジング３０は、偏平な箱形状であり、上面に、携帯電話搭載部３１を有する。ハウジング３０は、発電装置１２を覆っており、電源端子１６，１７が携帯電話搭載部３１の端に突き出ている。
【００１７】
また、図５及び図６に示すように、液体燃料電池本体１１のＸ１側の側面の内側のうち被差込口部１５の近くの部分には、液体燃料電池本体１１の弁装置２０と液体燃料カートリッジ１００の弁装置１１０とを連動させる連動機構４０と、液体燃料カートリッジ１００が装着されない限りはバルブを開く操作が出来ないようにロックしておく操作ノブロック機構５０と、液体燃料電池本体１１の弁装置２０と液体燃料カートリッジ１００の弁装置１１０の双方が閉じていない限りは液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１から取り外されないようにした第１の液体燃料カートリッジロック機構６０とが有機的に関連して設けてある。
【００１８】
図５及び図６に示すように、連動機構４０は、操作ノブ４１と、第１のギヤ４２と、第２のギヤ４３と、カム４４と、四角軸部４５とからなる構成である。第１のギヤ４２と第２のギヤ４３とは同じギヤであり噛み合っている。第１のギヤ４２は、弁体２１の端に設けてある。操作ノブ４１は第１のギヤ４２に固定してある。第２のギヤ４３は、第１のギヤ４２よりもＹ１側に位置している。カム４４は第２のギヤ４３と一体であり、凹部４４ａを有する。弁装置２０が閉じているとき、凹部４４ａは、その入り口がＹ１側を向いている。四角軸部４５は、液体燃料カートリッジ１００の弁体１１１のＸ１端であり、液体燃料カートリッジ１００のＸ１側の面より突き出ている。図７（Ａ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１に接続されて装着されると、四角軸部４５が凹部４４ａに嵌合される。
【００１９】
操作ノブ４１を操作すると、図７（Ｂ）に示すように、液体燃料電池本体１１の弁体２１が回動され、第１のギヤ４２、第２のギヤ４３、カム４４を介して、液体燃料カートリッジ１００の弁体１１１が回動され、弁体２１と弁体１１１とが連動して同期して回動される。
【００２０】
再度、図５及び図６に示すように、操作ノブロック機構５０は、カム５１と、ロック部材５２と、ばね５３と、二つの突起部５６、５７とからなる構成である。カム５１は、弁体２１及び第１のギヤ４２と一体であり、凹部５１ａを有する。弁装置２０が閉じているとき、凹部５１ａは、その入り口がＹ２側を向いている。ロック部材５２は、Ｅ字形状を有し、中央のロッド部５２ａと、上下の腕部５２ｂ，５２ｃを有し、本体１３の側板部の浅い溝部５４内にＹ１−Ｙ２方向にスライド可能に設けてあり、ばね５３によってＹ１方向に押されている。弁装置２０が閉じているとき、ロッド部５２ａが凹部５１ａ内に嵌合しており、弁体２１及び第１のギヤ４２は回動を制限されてロックされている。よって、液体燃料電池本体１１単体の状態では、操作ノブ４１を回そうとしても操作出来ないようになっている。腕部５２ｂ，５２ｃの先端は、本体１３の側板部のＹ１側端の切欠部５５の奥の部分から突き出している。二つの突起部５６、５７は、液体燃料カートリッジ１００の一部であり、液体燃料カートリッジ１００のＸ１側の面より突き出ている。図７（Ａ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１に接続されて装着されると、突起部５６、５７が夫々腕部５２ｂ，５２ｃの先端を押して、ロック部材５２がＹ２方向にスライドされ、ロッド部５２ａが凹部５１ａから抜け出して、ロックが解除される。
【００２１】
第１の液体燃料カートリッジロック機構６０は、カム４４の凹部４４ａと、四角軸部４５とよりなる。図７（Ｂ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１に装着された後に操作ノブ４１が操作されると、凹部４４ａがＺ１方向を向き、四角軸部４５を係止して、液体燃料カートリッジ１００は取り外されないようになる。
【００２２】
また、図３に示すように、液体燃料電池本体１１の被差込口部１９には、押されて開かれる蓋部材７０が設けてあり、被差込口は蓋部材７０によって塞がれている。また、被差込口部１９の縁に沿って、液漏れ防止のためのリブ７１が形成してある。
【００２３】
同じく、図３に示すように、液体燃料電池本体１１のＸ２側の側面には、目盛りがついている透明窓８０が設けてあり、液体燃料電池本体１１内の液体燃料の量がわかるようになっている。
【００２４】
また、液体燃料電池本体１１の被差込口部１９のうちＸ２側には、後述するロック機構１３０に関連して、ロックアーム部１３１ｃ１が挿入される空間部７２及びフック部１３１ｃ３が嵌合する凹部７３が形成してある。
【００２５】
次に、液体燃料カートリッジ１００について説明する。
【００２６】
図１に示すように、液体燃料カートリッジ１００は、円筒形状の液体燃料タンク部１０１と、液体燃料タンク部１０１から突き出している差込口部１０２とを有し、液体燃料タンク部１０１内に、メタノール液１５０が充填してある。液体燃料タンク部１０１には、端面と周面とに目盛りがついている透明窓１０３、１０４が設けてあり、透明窓１０３、１０４を通してメタノール液の残量がわかるようになっている。
【００２７】
差込口部１０２は、液体燃料電池本体１１の被差込口部１９内に丁度に挿入されるサイズであり、ここに、弁装置１１０が設けてある。弁装置１１０は、差込口部１０２の一部からなる弁装置ハウジング１０２ａと、弁体１１１とよりなる。弁体１１１は、円筒であって直径方向に貫通するスリット１１１ａを有する。弁装置１１０は、弁装置ハウジング１０２ａが差込口部１０２の一部によって形成されている構成であるので、小型である。通常は弁体１１１が差込口部１０２の内側の通路を塞いでおり、弁装置１１０は閉じている。弁体１１１が９０度回動されると、スリット１１１ａが差込口部１０２の先端の方向に向いて弁装置１１０は開かれる。弁体１１１は端に、四角軸部４５を有する。差込口部１０２のＸ１側の側面に、四角軸部４５及び突起部５６、５７が突き出している。また、差込口部１０２の付け根部の外側には、液漏れ防止のためのゴム製のパッキン１２０が差込口部１０２を囲んで設けてある。
【００２８】
また、液体燃料カートリッジ１００には、第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０が設けてある。このロック機構１３０は、図８に示すように、ロックアーム部材１３１と、押しボタン１３２とが、液体燃料タンク部１０１のＸ２側の端面に、組み込んである構成である。ロックアーム部材１３１は、Ｃ字形状のフレーム部１３１ａと、フレーム部１３１ａの両端間に延在するＩ字形状のトーションばね部１３１ｂと、トーションばね部１３１ｂを横切ってＹ１−Ｙ２方向に延びているアーム部１３１ｃとが一体である構成である。アーム部１３１ｃは、Ｙ２方向に延びているロックアーム部１３１ｃ１と、Ｙ１方向に延びている受けアーム部１３１ｃ２とよりなり、ロックアーム部１３１ｃ１の先端にフック部１３１ｃ３を有する。フック部１３１ｃ３は、液体燃料電池本体１１の凹部７３と係合する。押しボタン１３２は受けアーム部１３１ｃ２を覆って設けてある。
【００２９】
次に、上記液体燃料電池装置１０の使用の仕方、使用状態について説明する。
【００３０】
図９（Ａ）乃至（Ｆ）は、メタノール液１５０の移動の状態を概略的に示す。
【００３１】
［発電準備（充電準備）］
先ず、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００の差込口部１０２を液体燃料電池本体１１の被差込口部１９に対向させ、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）に示すように、蓋部材７０を押し開いて差込口部１０２を被差込口部１９内に最終位置まで挿入させて、液体燃料カートリッジ１００を液体燃料電池本体１１に装着する。
【００３２】
図７（Ｂ）に併せて示すように、以下の５つの状態となる。第１には、フック部１３１ｃ３が凹部７３に嵌合して、第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０によって液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１とがロックされた状態となる。第２には、リブ７１がパッキン１２０に食い込んで、シールされた状態となる。第３には、四角軸部４５がカム４４の凹部４４ａに嵌合して、連動機構４０が完成した状態となる。第４には、突起部５６、５７が夫々腕部５２ｂ，５２ｃの先端を押して、ロック部材５２がＹ２方向にスライドされ、ロッド部５２ａが凹部５１ａから抜け出して、操作ノブロック機構５０が解除された状態となる。第５には、液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間は連通していない状態となる。
【００３３】
次いで、操作ノブ４１を時計方向に９０度回転させる。この操作によって、図９（Ｃ）及び図１０（Ｃ）に示すように、弁体２１が９０度回動され、連動機構４０を介して弁体１１１が弁体２１に連動して同期して９０度回動され、弁装置２０と弁装置１１０とが共に開かれ、液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間に通路が形成されて両者間が連通した状態となる。
【００３４】
液体燃料電池装置１０の姿勢を、液体燃料カートリッジ１００が上側、液体燃料電池本体１１が下側である姿勢とすることによって、図９（Ｃ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００内のメタノール液１５０が重力でもってスリット１１１ａ，１２ａを通り連通した通路を通って移動して、液体燃料電池本体１１の内部に流れ込んで供給される。
【００３５】
液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間はリブ７１とパッキン１２０とによってシールされており、メタノール液１５０は漏れでない。
【００３６】
作業者は透明窓８０を見てメタノール液１５０が液体燃料電池本体１１内に供給されたことを確認したのち、操作ノブ４１を反時計方向に９０度回転させて元に戻す操作をする。これによって、図９（Ｃ）及び図１１（Ａ）に示すように、弁体２１、１１１が同期して９０度回動され、弁装置２０、１１０が共に閉じられ、液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間の通路が閉じられた状態となる。
【００３７】
［発電（充電）］
液体燃料電池装置１０を図１０（Ｂ）に示すように水平に置き、図２に示すように、折り畳んだ携帯電話２００を携帯電話搭載部３１にセットし、バッテリ２０１の端子２０２、２０３を電源端子１６，１７と接続させる。
【００３８】
セル１４がメタノール液を供給されて発電を開始し、バッテリ２０１の充電が行われる。
【００３９】
ここで、セル１４及びＣＯ２排出用の気体透過膜部１５が本体１３の上面１３ａ及び下面１３ｂに設けてあるため、液体燃料電池装置１０が図１１（Ｂ）に示す水平姿勢以外のどのような姿勢であっても、何れかのセル１４にはメタノール液が供給され、発電は行われる。よって液体燃料電池装置１０は方向性を有しない。
【００４０】
［発電完了（充電完了）、メタノール液回収］
バッテリ２０１の充電を完了した後には、折り畳んだ携帯電話２００を取り外し、液体燃料電池装置１０を、図９（Ｄ）及び図１２（Ａ）に示すように、図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）の姿勢とは逆の姿勢、即ち、液体燃料カートリッジ１００が下側、液体燃料電池本体１１が上側である姿勢とし、操作ノブ４１を再度時計方向に９０度回転させる操作をする。これによって、図９（Ｅ）及び図１２（Ｂ）に示すように、弁体２１、１１１が同期して９０度回動され、弁装置２０、１１０が共に開かれ、液体燃料電池本体１１と液体燃料カートリッジ１００との間の通路が開かれた状態となり、図９（Ｅ）に示すように、液体燃料電池本体１１に残っているメタノール液１５０が重力でもってスリット１２ａ、１１１ａを通り連通した通路を通って移動して、液体燃料カートリッジ１００内に流れ込んで、液体燃料カートリッジ１００に戻されて回収される。
【００４１】
液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間はリブ７１とパッキン１２０とによってシールされており、メタノール液１５０は漏れでない。
【００４２】
液体燃料電池本体１１内が空となったことを確認してから、操作ノブ４１を反時計方向に９０度回転させて元に戻す操作をする。これによって、図９（Ｆ）及び図１２（Ｃ）に示すように、弁体２１、１１１が同期して９０度回動され、弁装置２０、１１０が共に閉じられ、液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間の通路が閉じられた状態となる。
【００４３】
液体燃料電池本体１１内は空となって、セル１４を構成する固体高分子膜がメタノール液１５０に接触している状態から解放されて、無用に劣化してしまうことが回避される。
【００４４】
必要に応じて、液体燃料カートリッジ１００を液体燃料電池本体１１から取り外す。図９（Ｆ）及び図１２（Ｃ）に示す状態では、第１の液体燃料カートリッジロック機構６０は凹部４４ａがＹ１方向を向いて四角軸部４５が凹部４４ａから抜け出すことが可能であるロック解除状態にあり、作業者が液体燃料カートリッジ１００を押しボタン１３２を押すようにして掴むことによって、フック部１３１ｃ３が液体燃料電池本体１１の凹部７３から抜け出して、第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０がロック解除状態となって、液体燃料カートリッジ１００は液体燃料電池本体１１から取り外し可能とされる。よって、作業者が液体燃料カートリッジ１００を掴んで引くことによって、液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１から取り外される。その後、バッテリ２０１の充電を再度行う場合には、図９（Ａ）及び図１０（Ａ）からの操作を行う。よって、液体燃料カートリッジ１００は、乾電池と同様の感覚で取り扱うことが可能となる。
【００４５】
また、図９（Ｃ）、（Ｅ）、図１０（Ｃ）及び図１２（Ｂ）に示す、弁装置２０、１１０が共に開かれて液体燃料カートリッジ１００と液体燃料電池本体１１との間の通路が開かれている状態では、第１の液体燃料カートリッジロック機構６０は四角軸部４５が嵌合している凹部４４ａがＺ１方向を向いて四角軸部４５を凹部４４ａから抜け出ないようにしてロックしている状態にあり、作業者が液体燃料カートリッジ１００を掴んで引いても液体燃料カートリッジ１００は液体燃料電池本体１１から取り外されない。よって、メタノール液１５０が漏れ出す事故は起きない。
【００４６】
なお、液体燃料カートリッジ１００内に回収されたメタノール液の量は透明窓１０３、１０４を通して確認することが可能であり、液体燃料カートリッジ１００内が満タン目盛りを越えていないようにすることが出来る。
【００４７】
図１１（Ｂ）に示す充電状態では第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０がロック状態となっており、充電を行っている液体燃料電池装置１０を運んだりして、運搬中に衝撃を受けても、液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１から外れてしまうことは起きない。
【００４８】
次に本発明の別の実施例について説明する。
【００４９】
図１３は本発明の実施例２の液体燃料電池装置１０Ａを示す。液体燃料電池装置１０Ａは、液体燃料電池本体１１Ａと液体燃料カートリッジ１００とよりなる。この液体燃料電池装置１０Ａは、図４中の連動機構４０の操作ノブ４１に対応する操作ノブ４１Ａの一部が、液体燃料電池本体１１Ａの上面に突き出ている構成である。操作ノブ４１Ａは指先を押し当てて回動操作される。
【００５０】
図１４は本発明の実施例３の液体燃料電池装置１０Ｂを示す。液体燃料電池装置１０Ｂは、液体燃料電池本体１１Ｂと液体燃料カートリッジ１００Ｂとよりなる。この液体燃料電池装置１０Ｂは、図４中の連動機構４０を無くして、液体燃料電池本体１１Ｂに弁装置２０を動作させる操作ノブ３００が設けてあり、液体燃料カートリッジ１００Ｂに弁装置１１０を動作させる操作ノブ３０１が設けてある構成である。操作ノブ３００と操作ノブ３０１とは独立に操作可能である。
【００５１】
液体燃料カートリッジ１００Ｂが液体燃料電池本体１１Ｂに装着された後には、操作ノブ３００と操作ノブ３０１とは、図１５（Ｂ）乃至（Ｆ）に示すように操作される。
【００５２】
図１６は本発明の実施例４の液体燃料電池装置１０Ｃを示す。液体燃料電池装置１０Ｃは、液体燃料電池本体１１Ｃと液体燃料カートリッジ１００Ｃとよりなる。液体燃料電池装置１０Ｃは、液体燃料カートリッジ１００Ｃにだけ、弁装置１１０とこれを動作させる操作ノブ３１０が設けてあり、液体燃料電池本体１１Ｃには弁装置及び操作ノブが設けられていない構成である。
【００５３】
液体燃料カートリッジ１００Ｃが液体燃料電池本体１１Ｃに装着された後には、操作ノブ３１０を操作して、液体燃料カートリッジ１００Ｃと液体燃料電池本体１１Ｃとの間の通路を開閉する。
【００５４】
図１７は本発明の実施例５の液体燃料電池装置１０Ｄを示す。液体燃料電池装置１０Ｄは、液体燃料電池本体１１Ｄと液体燃料カートリッジ１００Ｄとよりなる。この液体燃料電池装置１０Ｄは、図１６の液体燃料電池装置１０Ｃの変形例的なものである。液体燃料カートリッジ１００Ｄは、図１８に併せて示すように、円筒形のシェル３１０の内部に、円柱形の液体燃料タンク３２０が回動可能に組み込んであり、液体燃料タンク３２０とシェル３１０とによって弁装置１１０Ｄが構成してあり、且つ、この弁装置１１０Ｄは通常はロック機構３３０によってロックされて閉じている状態にあり、液体燃料カートリッジ１００Ｄが液体燃料電池本体１１Ｄに装着されたときにこのロックが解除される構成である。
【００５５】
図１８に示すように、液体燃料タンク３２０には、端面に操作ノブ３０１Ｄが取り付けてあり、周面に、スリット３２１が形成してあり、且つ、ロックピン機構３２２が設けてある。ロックピン機構３２２は、ロックピン３２３と、ばね３２４と、カバー板３２５とよりなり、液体燃料タンク３２０の周面の凹部に３２６に組み込んであり、ロックピン３２３がカバー板３２５の孔３２５ａから突き出ている。
【００５６】
また、図１８に示すように、シェル３１０は、突き出している差込口部１０２Ｄを有し、且つ、孔３１１を有する。
【００５７】
弁装置１１０Ｄは液体燃料タンク３２０とシェル３１０とによって構成され、スリット３２１が差込口部１０２Ｄに対してずれておりシェル３１０の内周面によって覆われている状態では、弁装置１１０Ｄは閉じており、スリット３２１が差込口部１０２Ｄと一致すると弁装置１１０Ｄは開いた状態となる。
【００５８】
ロック機構３３０は、ロックピン機構３２２とシェル３１０の孔３１１とよりなり、通常は、図１９（Ａ）に示すように、ロックピン３２３が孔３１１と嵌合してあり、ロックされている。通常は、弁装置１１０Ｄが閉じた状態でロック機構３３０がロック状態にあり、操作ノブ３０１Ｄは操作出来ない。
【００５９】
図１７に示すように、液体燃料電池本体１１Ｄは、被差込口部１９の個所に突起部３４０が設けてある。
【００６０】
図１９（Ａ），（Ｂ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００Ｄが、差込口部１０２Ｄを被差込口部１９に差し込まれて液体燃料電池本体１１Ｄに接続されると、ロックピン３２３が突起部３４０によって相対的に押されてへこんで、ロック機構３３０はロック解除状態となり、操作ノブ３０１Ｄの操作が可能となる。
【００６１】
図２０は本発明の実施例６の液体燃料電池装置１０Ｅを示す。液体燃料電池装置１０Ｅは、液体燃料電池本体１１Ｅと液体燃料カートリッジ１００とよりなる。この液体燃料電池装置１０Ｅは、弁装置１１０が液体燃料カートリッジ１００にだけ設けてあり、操作ノブ３００Ｅが液体燃料電池本体１１Ｅにだけ設けてある構成である。液体燃料カートリッジ１００は弁装置１１０を有し、液体燃料電池本体１１Ｅは弁装置を有しない。
【００６２】
操作ノブ３００Ｅは、凹部３５０ａが形成してあるカム３５０を有する。液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１Ｅに接続されると、四角軸部４５がカム３５０の凹部３５０ａに嵌合して、操作ノブ３００Ｅを操作すると、弁装置１１０が動作される。
【００６３】
図２１は本発明の実施例７の液体燃料電池装置１０Ｆを示す。液体燃料電池装置１０Ｆは、液体燃料電池本体１１Ｆと液体燃料カートリッジ１００とよりなる。この液体燃料電池装置１０Ｆは、液体燃料カートリッジ１００に弁装置１１０、液体燃料電池本体１１Ｆに弁装置２０が設けてあり、液体燃料電池本体１１Ｆに弁装置２０を動作させる操作ノブ３６０と、弁装置２０を動作させる操作ノブ３６１とが設けてある構成である。また、操作ノブ３６０をロックする操作ノブロック機構３７０が設けてある。
【００６４】
操作ノブ３６１は、カム３６２を有する。カム３６２は、溝部３６２ａと、突起部３６２ｂを有する。溝部３６２ａはＹ１方向を向いており、突起部３６２ｂはＹ１方向を向いている。
【００６５】
操作ノブロック機構３７０は、操作ノブ３６０と一体のカム３７１の凹部３７１ａに、ロックバー３７２のＹ２側の端の突起３７２ａが嵌合してある構成である。ロックバー３７２は、Ｙ１側の端を回動可能に支持されており、カム３６２の下側を延在しており、ばね３７３によってＺ１方向に付勢されている。
【００６６】
液体燃料カートリッジ１００が装着される前の状態では、操作ノブロック機構３７０が操作ノブ３６０をロックしており、操作ノブ３６０は操作出来ない。液体燃料カートリッジ１００が装着されると、四角軸部４５がカム３６２ａの溝部３６２ａと嵌合する。
【００６７】
液体燃料カートリッジ１００が装着された後に、最初に操作ノブ３６１を操作して弁装置２０を開く。操作ノブ３６１の操作によって、突起部３６２ｂがロックバー３７２をＺ２方向に押し、突起３７２ａが凹部３７１ａから抜け出して操作ノブロック機構３７０のロックが解除される。次いで、操作ノブ３６０を操作して弁装置１１０が開かれる。
【００６８】
図２２（Ａ）は本発明の実施例８の液体燃料電池装置１０Ｇを示す。液体燃料電池装置１０Ｇは、液体燃料電池本体１１Ｇと液体燃料カートリッジ１００Ｇとよりなる。液体燃料カートリッジ１００Ｇには、第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０Ｇが設けてある。
【００６９】
第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０Ｇは、図８に示す第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０の変形例であり、図２２（Ｂ）に併せて示すように、支点部３９０に支持されたロックレバー３８０と、コイルバネ３８１と、押しボタン１３２Ｇと、カバー３８２とを有する。この第２の液体燃料カートリッジロック機構１３０Ｇは、液体燃料カートリッジ１００Ｇの両側に設けてある。ロックレバー３８０の先端の凸状のフック部３８０ａが液体燃料電池本体１１Ｇの凹部７３Ｇに嵌合している。
【００７０】
図２３は別の実施例の液体燃料カートリッジ１００Ｈを示す。液体燃料タンク１０１Ｈが直方体形状であり、上面、側面、端面に透明窓４００，４０１，４０２が設けてある。
【００７１】
図２４（Ａ），（Ｂ）、（Ｃ）は別の実施例の液体燃料カートリッジ１００Ｊの差込口部１０２Ｊと液体燃料電池本体１１Ｊの被差込口部１９Ｊとを対向させて示す。被差込口部１９Ｊの開口端のリブ７１Ｊが差込口部１０２Ｊの先端のパッキン１２０Ｊに食い込んでシールされる。
【００７２】
また、液体燃料カートリッジ１００Ｊを液体燃料電池本体１１Ｊから取り外したときに、被差込口部１９Ｊ又は差込口部１０２Ｊの端に付着していた液体燃料が滴下する場合がある。これに対する対策として、液体燃料を吸収するシート状の液体燃料吸収シート４１０が、液体燃料電池本体１１Ｊに、被差込口部１９Ｊを囲むように設けてある。滴下した液体燃料は液体燃料吸収シート４１０によって受け止められ、外部には漏れ出さない。
【００７３】
図２５は図３図中の蓋部材７０の変形例を示す。蓋部材７０Ｋは液体燃料電池本体１１Ｋの被差込口部１９Ｋに上下にスライド可能に設けてある。蓋部材７０Ｋが上方にスライドされて、被差込口が開かれる。
【００７４】
図２６（Ａ），（Ｂ）は別の実施例になる操作ノブロック機構５０Ｌを示す。操作ノブロック機構５０Ｌは液体燃料カートリッジ１００Ｌ自体でもってロックを解除する構成である。通常は、図２６（Ａ）に示すように、ばね部材４２０によって付勢されてロック部材４２１が第１のギヤ４２の歯に嵌合しており、操作ノブ４１はロックされている。液体燃料カートリッジ１００が液体燃料電池本体１１に装着されると、図２６（Ｂ）に示すように、液体燃料カートリッジ１００Ｌ自体がロック部材４２１をＺ２方向に動かして、ロック部材４２１が第１のギヤ４２の歯から外れて、操作ノブ４１はロックを解除される。
【００７５】
図２７は電源端子カバー構造の１例を示す。図２７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ハウジング３０に、図２７（Ｃ）に示す形状の電源端子カバー部材４３０が取り付けてある。通常は、電源端子１６，１７は電源端子カバー部材４３０の凹部４３１内に収まって保護されており、容易には触れることが出来ない状態とされている。携帯電話２００を携帯電話搭載部３１上にセットした場合に、携帯電話２００が電源端子カバー部材４３０を押し退けて、端子２０２，２０３が電源端子１６，１７と接続される。
【００７６】
図２８は電源端子カバー構造の別の例を示す。図２８（Ａ）に示すように、通常は電源端子カバー部材４４０は立ち上がった姿勢にあり、電源端子１６，１７のＹ１側を覆っている。携帯電話２００を携帯電話搭載部３１上にセットする過程で、図２８（Ｂ）に示すように、電源端子カバー部材４４０が携帯電話２００によってＹ１方向に倒されて、電源端子１６，１７が露出し、端子２０２，２０３が電源端子１６，１７と接続される。
【００７７】
図２９（Ａ）は液体燃料カートリッジ１００Ｍを示す。この液体燃料カートリッジ１００Ｍは、その差込口１０２Ａに、ロック爪付きアーム部４５０を有する。アーム部４５０の先端のロック爪部４５１は、後ろ側の傾斜角度θ１が先端側の傾斜角度θ２よりも大きい。差込口１０２Ａは、Ｙ２側から見た形状が台形状である。液体燃料電池本体１１Ｍの被差込口１９Ｍも台形状である。液体燃料カートリッジ１００Ｍは、差込口１０２Ａが被差込口１９Ｍに合った向きで挿入され、ロック爪部４５１がスリット４５２に嵌合してロックされて液体燃料電池本体１１Ｍに取り付けられる。
【００７８】
図３０（Ａ）は操作野ノブロック機構５０を示す。第１のギヤ４２は、カム５１Ｎを回動可能であるロック部材５２Ｎによって係止されている。液体燃料カートリッジが装着されると、同図（Ｂ）に示すように、突起部５６Ｎがロック部材５２Ｎを押して回動されて、ロックが解除される。
【００７９】
図３１は弁体２１の回動位置を規制する機構を示す。弁体２１の端の第１のギヤ４２には突起４６０が形成してある。液体燃料カートリッジにはストッパ４６１が設けてある。図３１（Ａ）は最初の状態であり、弁体２１は回動角度が０度の状態にあり、弁は「閉」の状態にあり、突起４６０がストッパ４６１の側面に当っており、第１のギヤ４２は時計方向の回動を制限されている。図３１（Ｂ）は第１のギヤ４２及び弁体２１が反時計方向に９０度回動された状態であり、弁体２１は回動角度が９０度の状態にあり、弁は「開」の状態にある。図３１（Ｃ）は第１のギヤ４２及び弁体２１が更に反時計方向に９０度回動された状態であり、弁体２１は回動角度が１８０度の状態にあり、弁は「閉」の状態にある。突起４６０がストッパ４６１の上面に当っており、第１のギヤ４２はそれ以上の反時計方向の回動を制限されている。
【００８０】
図３２は電源端子の別の例を示す。電源端子１６Ｐは、ばね性のワイヤ製であり、コイル部１６Ｐａをピン４７０に支持され、腕部１６Ｐｂを係止部４７１に係止されて取り付けてあり、電源端子部１６Ｐｃがコイル部１６Ｐａより上方向に延びている。
【００８１】
図３３は携帯電話搭載部の別の例を示す。液体燃料電池本体１１Ｑには、係止部材４８０が取り付けてあり、係止突起４８０ａが携帯電話搭載部３１上に突き出ている。携帯電話２００は、下面の凹部２１０を係止突起４８０ａに係止されて、その携帯電話搭載部３１上にセットされ、端子２０２，２０３とは反対側の部分についてＹ２方向及びＸ１及びＸ２方向の動きを規制される。
【００８２】
図３４は更に別の実施例になる液体燃料カートリッジ１００Ｒを示す。液体燃料カートリッジ１００Ｒは、断面が約１／４円形状の液体燃料タンク部１０１Ｒから突き出している差込口部１０２Ｒの内部に本実施例の特徴をなす弁装置１１０Ｒを有する構成である。弁装置１１０Ｒは、弁体１１１Ｒが差込口部１０２Ｒの一部からなる弁装置ハウジング１０２Ｒａ内に組み込んであり、パッキン４９０を介してキャップ４９１によって固定されており、軸部材４９２が弁体１１１Ｒの端に結合してある構成である。軸部材４９２の端の四角軸部４５Ｒがキャップ４９１から突き出している。
【００８３】
弁体１１１Ｒは、図３５（Ａ）に示すように、ロッド状であって小さいテーパを有する形状であり、貫通するスリット１１１Ｒａを有し、且つ、周囲にリブ部１１１Ｒｃを有する。スリット１１１Ｒａは、補強用の仕切り壁部１１１Ｒｂでもって二つに仕切られている。リブ部１１１Ｒｃは、ゴム質製であり、周方向の複数の場所に、弁体１１１Ｒの長手方向に延在して形成してある。図３５（Ｂ）に示すように、弁体１１１Ｒの外周面と弁装置ハウジング１０２Ｒａの内周面との間であって、周方向上隣り合うリブ部１１１Ｒｃの間の隙間は、グリース４９５でもって埋まっており、シールされている。
【００８４】
上記の弁装置１１０Ｒの構造は、図５及び図６に示す液体燃料電池本体１１の被差込口１９内に設けてある弁装置２０にも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施例１になる液体燃料電池装置の分解斜視図である。
【図２】図１の液体燃料電池装置の使用態様を示す図である。
【図３】図１の液体燃料電池装置を別の方向からみた分解斜視図である。
【図４】発電装置を一部切断して示す斜視図である。
【図５】液体燃料電池本体の被差込口部と液体燃料カートリッジの差込口部とを対向させて夫々の部分の構造を示す斜視図である。
【図６】液体燃料電池本体の被差込口部と液体燃料カートリッジの差込口部とを対向させて示す図である。
【図７】液体燃料カートリッジが液体燃料電池本体に装着された部分を示す図である。
【図８】液体燃料カートリッジの第２のロック機構を分解して示す図である。
【図９】液体燃料電池装置の使用の状態及びメタノール液の移動の状態を概略的に示す図である。
【図１０】液体燃料カートリッジの液体燃料電池本体への装着及び弁装置の状態を示す図である。
【図１１】液体燃料電池装置の発電時の状態を示す図である。
【図１２】液体燃料電池装置のメタノール液の回収時の状態を示す図である。
【図１３】本発明の実施例２になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図１４】本発明の実施例３になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図１５】液体燃料電池装置の使用の状態及びメタノール液の移動の状態を概略的に示す図である。
【図１６】本発明の実施例４になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図１７】本発明の実施例５になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図１８】図１７中の液体燃料カートリッジの分解斜視図である。
【図１９】液体燃料カートリッジの装着に伴なう操作ノブロック解除動作を説明するための図である。
【図２０】本発明の実施例６になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図２１】本発明の実施例８になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図２２】本発明の実施例９になる液体燃料電池装置を示す図である。
【図２３】別の実施例の液体燃料カートリッジを示す図である。
【図２４】別の実施例の液体燃料カートリッジの差込口部と液体燃料電池本体の被差込口部とを対向させて示す図である。
【図２５】蓋部材の変形例を示す図である。
【図２６】別の実施例になる操作ノブロック機構を示す図である。
【図２７】電源端子カバー構造を示す図である。
【図２８】電源端子カバー構造の変形例を示す図である。
【図２９】液体燃料カートリッジの別の実施例を示す図である。
【図３０】操作ノブロック機構の別の例を示す図である。
【図３１】弁体の回動位置を規制する機構を示す図である。
【図３２】電源端子の別の例を示す図である。
【図３３】携帯電話搭載部の別の例を示す図である。
【図３４】更に別の実施例の液体燃料カートリッジを示す図である。
【図３５】図３４中、弁体を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０  液体燃料電池装置
１１  液体燃料電池本体
１２  発電装置
１４  セル
１５  気体透過膜部
１９  被差込口部
２０  弁装置
３０  ハウジング
４０  連動機構
４１  操作ノブ
５０  操作ノブロック機構
６０  第１の液体燃料カートリッジロック機構
１００  燃料カートリッジ
１０１  液体燃料タンク部
１０２  差込口部
１１０  弁装置
１３０  第２の液体燃料カートリッジロック機構
１５０  メタノール液
２００  携帯電話
２０１  バッテリ
【図１】
2005222710.tif 000003
【図２】
2005222710.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2005222710.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005222710.tif 000009
【図８】
2005222710.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2005222710.tif 000012
【図１１】
2005222710.tif 000013
【図１２】
2005222710.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2005222710.tif 000018
【図１７】
2005222710.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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